人教版必修1 2.1實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 教案.doc

課題：1.2.1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律使用時(shí)間：年月日教材分析：實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律是高中物理新課程（必修1）第二章第一節(jié)的內(nèi)容，是探究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容在本章中乃至整個(gè)高中物理中都有重要地位，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)探究，學(xué)生敲開了研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的大門，讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探究過程及提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。學(xué)習(xí)起點(diǎn)分析：剛進(jìn)入高一的學(xué)生，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，收集數(shù)據(jù)能力，如實(shí)記錄數(shù)據(jù)的科學(xué)態(tài)度，安全操作的意識(shí)，相對(duì)較弱。探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律是一個(gè)簡(jiǎn)單的卻典型的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要安裝實(shí)驗(yàn)裝置，鍛煉動(dòng)手能力；開始實(shí)驗(yàn)要先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后放開小車，是為了在紙帶上打出更多的點(diǎn)，便于計(jì)算和選擇；同一實(shí)驗(yàn)重復(fù)操作三次，分別收集各次操作中同一物理量的數(shù)據(jù)，合理的選擇出一條最清晰的紙帶，認(rèn)識(shí)到了科學(xué)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要性。教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1.根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并熟練操作。2.學(xué)會(huì)運(yùn)用已學(xué)知識(shí)處理紙帶，求各點(diǎn)的瞬時(shí)速度。3.會(huì)用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想，巧用vt圖像處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律。4.掌握畫圖像的一般方法，并能用簡(jiǎn)潔的語言進(jìn)行闡述。（二）過程與方法1進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，加深學(xué)習(xí)利用紙帶求某時(shí)刻瞬時(shí)速度的方法。2初步學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成某種規(guī)律的探究方法，對(duì)打出的紙帶，會(huì)用近似的方法得出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度。3初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測(cè)、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的方法，認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)化繁為簡(jiǎn)的工具作用，直觀運(yùn)用物理圖像展現(xiàn)規(guī)律，驗(yàn)證規(guī)律。4.通過實(shí)驗(yàn)探究過程，進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用，體驗(yàn)瞬時(shí)速度的求解方法。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1通過對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的探究，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)思考問題的習(xí)慣，并鍛煉思考問題的全面性、準(zhǔn)確性和邏輯性。2通過紙帶的處理方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖像展現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，能使學(xué)生靈活地運(yùn)用科學(xué)方法來探究、解決問題、提高創(chuàng)新意識(shí)。3在對(duì)現(xiàn)象規(guī)律的語言闡述中，提高學(xué)生的語言表達(dá)能力，還體現(xiàn)了各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系，可引申到各事物的關(guān)聯(lián)性，使自己融入社會(huì)。通過經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探索過程，體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探索方法。教學(xué)重點(diǎn)：1圖像法研究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。2對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的探究。教學(xué)難點(diǎn)：1各點(diǎn)的瞬時(shí)速度的計(jì)算。2對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、物理規(guī)律的探究。教學(xué)資源：學(xué)生電源、導(dǎo)線、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鉤碼、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙等教法與學(xué)法：實(shí)驗(yàn)探究、啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)建議：在本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)中鑒于學(xué)生原有的知識(shí)和能力狀態(tài)，對(duì)科學(xué)探究的七個(gè)要素中的創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題、猜想與假設(shè)、評(píng)估。這三個(gè)要素內(nèi)容沒有作要求，而是把重點(diǎn)放在了學(xué)生行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)、交流與合作這兩個(gè)科學(xué)探究要素上，而分析與論證則放在第二節(jié)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系”的教學(xué)中完成。教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)：結(jié)合教材知識(shí)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，本課的教學(xué)環(huán)節(jié)及時(shí)間分配如下： 根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（5分鐘）如何探究物體速度變化規(guī)律（5分鐘） 分組實(shí)驗(yàn)、合作探究（10分鐘）提出問題 分組探討新課引入 思維拓展 實(shí)驗(yàn)探究通過實(shí)驗(yàn)初步獲得物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律（5分鐘）深化研究總結(jié)歸納根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作速度時(shí)間-圖像（8分鐘）紙帶處理、計(jì)算速度（7分鐘） 教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容師生活動(dòng)教學(xué)意圖一、新課引入（約5分鐘）在前面的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了在實(shí)驗(yàn)室里如何使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量計(jì)算物體的速度，今天我們要用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)，看看小車的速度是怎樣隨時(shí)間變化的。1.小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)，如何確定小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律？2.結(jié)合上一章所學(xué)請(qǐng)想一想，中學(xué)階段在實(shí)驗(yàn)室中可通過怎樣的工具和方法測(cè)定和分析速度變化規(guī)律？結(jié)論：利用vn=(xn+xn+1)/2t求解瞬時(shí)速度，做v-t圖像并分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律。老師提問，學(xué)生思考、探討回答。提出問題、猜想與假設(shè)。復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，為接下來的實(shí)驗(yàn)探究做準(zhǔn)備，引入新課。二、新課教學(xué)例題分析及應(yīng)用舉例課時(shí)小結(jié)課后作業(yè)板書設(shè)計(jì)教學(xué)反思一、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備師：下面我給出這節(jié)課做實(shí)驗(yàn)所需要的實(shí)驗(yàn)器材：學(xué)生電源、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙、鉤碼。大家想想：這些儀器在實(shí)驗(yàn)中分別擔(dān)當(dāng)?shù)脑鯓拥慕巧吭撊绾谓M合使用這些儀器來完成今天的實(shí)驗(yàn)？ 師：請(qǐng)各小組同學(xué)相互合作寫出本節(jié)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想、實(shí)驗(yàn)步驟和操作過程。學(xué)生活動(dòng)：讓某一組學(xué)生代表口頭闡述思考結(jié)果，并讓其他組的學(xué)生指出不當(dāng)之處并改正或加以補(bǔ)充。正確實(shí)驗(yàn)步驟：1. 把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路。2. 把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下面掛上合適的鉤碼，放手后看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車后面。3. 把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，然后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)，換上紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次。4. 增減所掛的鉤碼，或在小車上放置重物，再做兩次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)打3條紙帶。師：討論進(jìn)行到這兒，相信大家對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟已經(jīng)了解得很清楚了，但這里我要提醒一點(diǎn)：千萬不要認(rèn)為自己已經(jīng)能夠很好地完成實(shí)驗(yàn)了，理論僅僅是指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的大體方向，實(shí)際操作中我們有太多的細(xì)節(jié)要注意。比如在實(shí)驗(yàn)如何注意儀器的安全。強(qiáng)調(diào)：在分組實(shí)驗(yàn)前我要大家記?。簽榱藘x器的安全，實(shí)驗(yàn)時(shí)要防止鉤碼落地和小車與滑輪碰撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住。二、實(shí)驗(yàn)過程分組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程中老師巡視時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：1. 開始釋放小車時(shí)，小車應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；2. 先接通電源，后釋放紙帶。打完一條紙帶后立即斷開電源；3. 牽引小車的鉤碼的個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大導(dǎo)致紙帶上點(diǎn)過少或加速度過小導(dǎo)致紙帶上點(diǎn)過多。（加速度大小以能在50cm的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜）三、紙帶的處理師：現(xiàn)在每組都應(yīng)該通過實(shí)驗(yàn)得到了幾條紙帶，下面我們就來對(duì)紙帶進(jìn)行處理。請(qǐng)同學(xué)們細(xì)細(xì)回想一樣前面學(xué)習(xí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用時(shí)我們是如何處理實(shí)驗(yàn)得到的紙帶的。學(xué)生回憶思考。師：我們?cè)撛鯓訌拿?條紙帶中選擇出一條合適的紙帶進(jìn)行研究呢？生：當(dāng)然是選點(diǎn)跡清晰的了。師：回答不錯(cuò)！當(dāng)然是選擇點(diǎn)跡清晰的。那大家現(xiàn)在就從各自的紙帶中選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。（等學(xué)生自己提出問題，因?yàn)閹缀醪豢赡苡幸粭l紙帶上的點(diǎn)都很清晰，特點(diǎn)是開始的幾個(gè)點(diǎn)）生：老師！每條紙帶都不算清晰，特別是前面的幾個(gè)點(diǎn)基本看不清。師：那怎么辦呢？是不是每條紙帶的前幾個(gè)點(diǎn)都不清晰啊？生：是?。煟浩鋵?shí)我們要研究物體的運(yùn)動(dòng)不一定要研究它運(yùn)動(dòng)的全過程，在無法研究整個(gè)過程的情況下，我們完全可以選擇其中一段小過程進(jìn)行研究，所以我們選擇紙帶時(shí)只需保證我們所選的紙帶中有一段點(diǎn)跡較清晰且不漏點(diǎn)的點(diǎn)跡就可以了，開始幾個(gè)不清楚的點(diǎn)我們完全可以舍去。師：現(xiàn)在大家根據(jù)這個(gè)原則重新選擇我們所需的紙帶吧。教師巡視，看看學(xué)生所選擇的紙帶是否合乎要求。師：現(xiàn)在我們就來對(duì)紙帶進(jìn)行分析處理了，我們選擇一個(gè)清晰的點(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，為了便于計(jì)算和減小實(shí)驗(yàn)誤差，一般情況下我們每隔5個(gè)打印點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s。接著再用刻度尺測(cè)量出相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間距離。師：現(xiàn)在，請(qǐng)各組開始處理自己的紙帶，標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)并標(biāo)出點(diǎn)之間的距離，并記入自己設(shè)計(jì)的表格中。教師巡視時(shí)要注意觀察：學(xué)生在測(cè)量相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間距離時(shí)是直接測(cè)量每個(gè)間隔還是分別測(cè)出從第一個(gè)點(diǎn)到后面每個(gè)點(diǎn)的距離然后再相減。師：剛才巡視的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)對(duì)剛學(xué)過的知識(shí)并沒有把握得很牢固，或者說沒有深刻體會(huì)到實(shí)驗(yàn)中各種數(shù)據(jù)處理方法背后隱含的道理。就拿如何測(cè)量點(diǎn)間距離來說，你們是怎么測(cè)量的？前面學(xué)習(xí)過的方法還記得嗎？學(xué)生自檢并立即動(dòng)手改正。師：現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們著手計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度。教師巡視看學(xué)生是否還記得如何測(cè)量計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度師：好，做得都不錯(cuò)?，F(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們以相同的方法處理另兩組的各3張紙條。學(xué)生分組合作，教師巡視指點(diǎn)四、速度時(shí)間圖象師：為了更好地了解小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，我們可以用圖象法這個(gè)重要的數(shù)據(jù)處理方法，因?yàn)閳D象能比較直觀反映出變化規(guī)律?，F(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所得數(shù)據(jù)作用速度時(shí)間圖象。教師巡視，要求學(xué)生實(shí)事求是地描點(diǎn)，不要杜撰。嘗試用一條平滑的曲線來擬合這些點(diǎn)。師：大家仔細(xì)研究研究自己的處理結(jié)果，說說小車的速度隨時(shí)間是怎樣變化的？生：我從我的處理結(jié)果中發(fā)現(xiàn)：對(duì)于每組實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)大致都在一條直線上，偏離太遠(yuǎn)的被我舍去了。我覺得如果沒有實(shí)驗(yàn)誤差的話，函數(shù)圖象應(yīng)該是一條直線，所以我就用一條直線去擬合這些點(diǎn)，如果有些點(diǎn)難以落在曲線上，我盡量使它們大致均勻地分布在曲線兩側(cè)。生：我的也是。生：我也是的。師：大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：小車速度時(shí)間圖象是一條直線。那根據(jù)這個(gè)函數(shù)圖象，你能用自己的語言說說小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律嗎？生：因?yàn)槭且粭l直線，所以任何相等的時(shí)間間隔內(nèi)速度變化量一樣，所以小車做的是速度均勻增加的直線運(yùn)動(dòng)。生：從函數(shù)圖象關(guān)系式也知道，速度與時(shí)間函數(shù)是一次函數(shù)，是線性關(guān)系，小車速度隨時(shí)間均勻增加。是一種沿直線的均勻加速運(yùn)動(dòng)。五、經(jīng)典例題例1在研究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序，將下列步驟的代號(hào)填在橫線上 dbfaegc 。a. 把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面。b. 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板沒有滑輪的一端，并連好電路。c. 換上新的紙帶，再重做兩次。d. 把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面。e. 使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)。f. 把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼。g. 斷開電源，取出紙帶。例2在實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度如下表。計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（s）0.100.200.300.400.500.60通過計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（cm/s）44.062.081.0100.0110.0168.0為了計(jì)算加速度，合理的方法是（c ）a. 根據(jù)任意兩點(diǎn)的速度用公式算出加速度。b. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出速度時(shí)間圖象，量出其傾角，同公式求出加速度c. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出速度時(shí)間圖象，由圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間用公式算出加速度。d. 依次算出通過連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度。解析：方法a偶然誤差較大。方法d實(shí)際也是僅由始末兩個(gè)速度決定，偶然誤差也較大。只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出對(duì)應(yīng)的速度時(shí)間圖象，才可充分利用各次測(cè)量數(shù)據(jù)，減小偶然誤差。由于在物理圖象上，兩坐標(biāo)軸的分度大小往往是不相等的，不同的坐標(biāo)分度會(huì)得到不同的傾角，當(dāng)然的值也不一樣，所以b錯(cuò)；c正確。擴(kuò)展：其實(shí)除了作速度時(shí)間圖象能充分利用實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)，減小偶然誤差外，還有一種方法也能做到這一點(diǎn)，就是在d選項(xiàng)上稍加修改：依次算出通過連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，但取點(diǎn)不能重復(fù)。比如第一次取1、2兩點(diǎn)，第二次就取3、4兩點(diǎn)，第三次取5、6兩點(diǎn)，依次類推。但總的來說還是圖象法好一點(diǎn)，直觀，用圖象法還可以很容易找出偏離函數(shù)圖象太遠(yuǎn)的誤差較大的點(diǎn)。本節(jié)課我們主要運(yùn)用探究式學(xué)習(xí)的方式用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來測(cè)量小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。重點(diǎn)是對(duì)重物牽引下小車的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究，在探究過程中，涉及到了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、操作以及作圖像的方法、原則，很好地提高了大家各個(gè)方面的能力，同時(shí)又為后面學(xué)習(xí)這種勻變速運(yùn)動(dòng)打下了基礎(chǔ)。教材p33 “問題與練習(xí)”實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并掌握數(shù)據(jù)的處理方法2能運(yùn)用vt圖象探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律二、實(shí)驗(yàn)原理：三、實(shí)驗(yàn)器材小車、